W 2021 r. fizycy z MIT poinformowali o stworzeniu nowego ultracienkiego materiału ferroelektrycznego, czyli takiego, w którym ładunki dodatnie i ujemne są rozdzielona na różne warstwy. Zauważyli, że można wykorzystać go do budowy pamięci komputerowych nowej generacji. Teraz ten sam zespół zbudował tranzystor z tego materiału i wykazał, jak niesamowitymi właściwościami jest on obdarzony.
Czytaj też: Tranzystory ograniczają rozwój SI. Czas na procesorową rewolucję
Chociaż wyniki opisane w czasopiśmie Science opierają się na pojedynczym tranzystorze, fizycy już teraz mówią, że jego właściwości “pod wieloma względami spełniają lub przewyższają standardy branżowe”.
Prof. Pablo Jarillo-Herrero z MIT mówi:
W moim laboratorium zajmujemy się głównie fizyką podstawową. To jeden z pierwszych i być może najbardziej spektakularnych przykładów tego, jak bardzo podstawowa nauka doprowadziła do czegoś, co może mieć ogromny wpływ na zastosowania.
To tylko jeden tranzystor, ale może zapoczątkować rewolucję na rynku
Tranzystory są niezbędne w niemal każdym nowoczesnym urządzeniu elektronicznym, zaangażowanym w przechowywanie danych i przetwarzanie informacji w stanie binarnym “włączonym” lub “wyłączonym”, przełączając się między nimi wiele razy na sekundę. Dzięki niezwykłemu połączeniu szybkości, rozmiaru i odporności na zużycie, najnowszy projekt potencjalnie stanowi kamień milowy dla urządzeń konsumenckich, takich jak smartfony i laptopy, a także centrów danych, które przechowują nasze informacje w chmurze.
Czytaj też: Ten projekt zmieni świat. Tak twierdzą twórcy nowego tranzystora
Tranzystor jest wykonany z ferroelektryku na bazie azotku boru. Zastosowano dwie warstwy materiału, które nieznacznie przesuwają się pod wpływem prądu, zmieniając konfigurację atomów. Taka konstrukcja sprawia, że tranzystor jest niesamowicie szybki i cienki. Co więcej, tranzystor jest niezwykle wytrzymały. Po 100 miliardach przełączeń nadal działa bez oznak degradacji, co oznacza, że jest znacznie trwalszy niż obecnie używane urządzenia pamięci flash.
Prof. Raymond Ashoori z MIT wyjaśnia:
Za każdym razem, gdy zapisujesz i kasujesz pamięć flash, następuje pewna degradacja. Z czasem się zużywa, co oznacza, że trzeba stosować bardzo wyrafinowane metody dystrybucji tego, co się czyta i pisze na chipie.
Naukowcy stojący za wynalazkiem przyznają, że jeszcze długa droga przed wykorzystaniem tych tranzystorów w prawdziwych urządzeniach. Stworzenie jednego tranzystora w laboratorium to dobry początek – ale do dzisiejszej elektroniki potrzebne są miliardy i miliardy tranzystorów. Uczeni są jednak podekscytowani tym, dokąd to odkrycie może zaprowadzić. Prawdopodobnie za 10-20 lat elektronika będzie zupełnie inna (lepsza) niż ta, której używamy teraz.